(57)【要約】【課題】サブミクロンオーダーの格子形状を有するグリッド偏光子を、精密微細加工及び蒸着により大面積で経済的に製造することができるグリッド偏光子の製造方法を提供する。【解決手段】モース硬度９以上の材料を高エネルギー線を用いて加工し、先端に幅６００ｎｍ以下の突起を形成してなる工具を作製し、該工具を使用して金型部材上に、幅５０〜６００ｎｍ、ピッチ５０〜１,０００ｎｍ、高さ５０〜８００ｎｍの微細格子形状を形成し、該金型部材の微細格子形状を直接又はいったん金属版に転写したのち透明樹脂成形体に転写し、該微細格子形状が転写された透明樹脂成形体に導電性反射体を蒸着することを特徴とするグリッド偏光子の製造方法。【選択図】図２
2006017879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）モース硬度９以上の材料を高エネルギー線を用いて加工し、先端に幅６００ｎｍ以下の突起を形成してなる工具を作製し、（Ｂ）該工具を使用して金型部材上に、幅５０〜６００ｎｍ、ピッチ５０〜１,０００ｎｍ、高さ５０〜８００ｎｍの微細格子形状を形成し、（Ｃ）該金型部材の微細格子形状を透明樹脂成形体に転写し、（Ｄ）該微細格子形状が転写された透明樹脂成形体に導電性反射体を蒸着することを特徴とするグリッド偏光子の製造方法。
【請求項２】
（Ａ）モース硬度９以上の材料を高エネルギー線を用いて加工し、先端に幅６００ｎｍ以下の突起を形成してなる工具を作製し、（Ｂ）該工具を使用して金型部材上に、幅５０〜６００ｎｍ、ピッチ５０〜１,０００ｎｍ、高さ５０〜８００ｎｍの微細格子形状を形成し、（Ｃ）該金型部材の微細格子形状を金属版に転写し、（Ｄ）該金属版の微細格子形状を透明樹脂成形体に転写し、（Ｅ）該微細格子形状が転写された透明樹脂成形体に導電性反射体を蒸着することを特徴とするグリッド偏光子の製造方法。
【請求項３】
モース硬度９以上の工具に形成された突起が複数である請求項１又は請求項２に記載のグリッド偏光子の製造方法。
【請求項４】
Ｘ、Ｙ、Ｚ移動軸の精度が１００ｎｍ以下の精密微細加工機と、表面算術平均粗さ（Ｒａ）１０ｎｍ以下の工具を用い、温度±０.５℃以下に管理され、０.５Ｈｚ以上の振動の変位が５０μｍ以下に管理された恒温低振動室内で、微細格子形状を金型部材上に形成する請求項１、請求項２又は請求項３に記載のグリッド偏光子の製造方法。
【請求項５】
透明樹脂成形体が、吸水率０.３重量％以下である請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のグリッド偏光子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリッド偏光子の製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、サブミクロンオーダーの格子形状を有するグリッド偏光子を、精密微細加工及び蒸着により大面積で経済的に製造することができるグリッド偏光子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
グリッド偏光子は、導体細線を対象光の波長以下のピッチでグリッド状に平行に配列させた偏光子である。導体グリッドと平行な方向に振動している光の電界成分はグリッド偏光子により反射され、導体グリッドと垂直な方向に振動している光の電界成分はグリッド偏光子を透過する。図７は、グリッド偏光子の概念的説明図である。グリッド偏光子の偏光特性は、導体グリッド１０の幅ｗとピッチｐに影響され、ピッチｐが小さいほど偏光特性がよくなり、ｗ／ｐは０.５〜０.７がよいとされている。このために、優れた偏光特性を有するグリッド偏光子を経済的に製造する方法の開発が進められている。
例えば、赤外域の光に対して透過率及び偏光特性のよいグリッド偏光子として、測定光に対して吸収の少ない基板を光学研磨し、同基板上に反射防止膜を積層し、その反射防止膜上に導体の高密度な平行線パターンを形成したグリッド偏光子が提案され、グリッド基板上のフォトレジストに、ホログラフィック露光法による二光束干渉縞を焼き付ける方法が例示されている（特許文献１）。また、プレーナプロセスで金属グリッド型偏光素子を製造する量産性に適した方法として、電子ビームの量を場所によって変化させて露光したポリメチルメタクリレート膜を現像することにより、鋸歯状の断面を持ったストライプ状パターンを基盤の上に作成し、これから金属のスタンパーを作成し、スタンパーから多数のレプリカを作成し、斜め方向から蒸着を行い、透明保護膜をコーティングする方法が提案されている（特許文献２）。さらに、比較的簡単な工程で、安価な材料からワイヤーグリット型の偏光子を製造する方法として、特定の波長範囲にある光を透過させない基板の表裏両面にホトレジスト層を設け、該光を用いて、光の干渉によって複数の平行線パターンを基板の両面に露光させて現像し、基板の両面に複数の凹凸による平行線パターンを形成させ、該平行線パターンの凸部頂上及びその近傍にのみ金属を蒸着させるワイヤーグリット型偏光子の製造方法が提案されている（特許文献３）。
しかし、フォトレジスト層やポリメチルメタクリレート膜を現像する方法では、現像後のグリッド側面部の平滑性が悪いために偏光子の光学特性が落ち、また、大型のグリッド偏光子を製造することは容易ではなかった。
【特許文献１】特開平２−２２８６０８号公報（第１−２頁、第１図）
【特許文献２】特開平７−２９４７３０号公報（第２頁、図１）
【特許文献３】特開２００１−３３０７２８号公報（第２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、サブミクロンオーダーの格子形状を有するグリッド偏光子を、精密微細加工及び蒸着により大面積で経済的に製造することができるグリッド偏光子の製造方法を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、モース硬度９以上の材料から高エネルギー線を用いて工具を作製し、該工具を使用して金型部材上にサブミクロンオーダーの微細格子形状を形成し、該金型部材の微細格子形状を透明樹脂成形体に転写し、該微細格子形状が転写された透明樹脂成形体に導電性反射体を蒸着することにより、微細格子形状を有するグリッド偏光子を大面積で経済的に製造し得ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）(Ａ)モース硬度９以上の材料を高エネルギー線を用いて加工し、先端に幅６００ｎｍ以下の突起を形成してなる工具を作製し、(Ｂ)該工具を使用して金型部材上に、幅５０〜６００ｎｍ、ピッチ５０〜１,０００ｎｍ、高さ５０〜８００ｎｍの微細格子形状を形成し、(Ｃ)該金型部材の微細格子形状を透明樹脂成形体に転写し、(Ｄ)該微細格子形状が転写された透明樹脂成形体に導電性反射体を蒸着することを特徴とするグリッド偏光子の製造方法、
（２）(Ａ)モース硬度９以上の材料を高エネルギー線を用いて加工し、先端に幅６００ｎｍ以下の突起を形成してなる工具を作製し、(Ｂ)該工具を使用して金型部材上に、幅５０〜６００ｎｍ、ピッチ５０〜１,０００ｎｍ、高さ５０〜８００ｎｍの微細格子形状を形成し、(Ｃ)該金型部材の微細格子形状を金属版に転写し、(Ｄ)該金属版の微細格子形状を透明樹脂成形体に転写し、(Ｅ)該微細格子形状が転写された透明樹脂成形体に導電性反射体を蒸着することを特徴とするグリッド偏光子の製造方法、
（３）モース硬度９以上の工具に形成された突起が複数である(１)又は(２)に記載のグリッド偏光子の製造方法、
（４）Ｘ、Ｙ、Ｚ移動軸の精度が１００ｎｍ以下の精密微細加工機と、表面算術平均粗さ（Ｒａ）１０ｎｍ以下の工具を用い、温度±０.５℃以下に管理され、０.５Ｈｚ以上の振動の変位が５０μｍ以下に管理された恒温低振動室内で、微細格子形状を金型部材上に形成する(１)、(２)又は(３)に記載のグリッド偏光子の製造方法、及び、
（５）透明樹脂成形体が、吸水率０.３重量％以下である(１)ないし(４)のいずれか１項に記載のグリッド偏光子の製造方法、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のグリッド偏光子の製造方法によれば、サブミクロンオーダーの微細な格子形状を有するグリッド偏光子を、精密微細加工及び蒸着により大面積で経済的に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明のグリッド偏光子の製造方法の第一の態様においては、(Ａ)モース硬度９以上の材料を高エネルギー線を用いて加工し、先端に幅６００ｎｍ以下の突起を形成してなる工具を作製し、(Ｂ)該工具を使用して金型部材上に、幅５０〜６００ｎｍ、ピッチ５０〜１,０００ｎｍ、高さ５０〜８００ｎｍの微細格子形状を形成し、(Ｃ)該金型部材の微細格子形状を透明樹脂成形体に転写し、(Ｄ)該微細格子形状が転写された透明樹脂成形体に導電性反射体を蒸着する。
本発明のグリッド偏光子の製造方法の第二の態様においては、(Ａ)モース硬度９以上の材料を高エネルギー線を用いて加工し、先端に幅６００ｎｍ以下の突起を形成してなる工具を作製し、(Ｂ)該工具を使用して金型部材上に、幅５０〜６００ｎｍ、ピッチ５０〜１,０００ｎｍ、高さ５０〜８００ｎｍの微細格子形状を形成し、(Ｃ)該金型部材の微細格子形状を金属版に転写し、(Ｄ)該金属版の微細格子形状を透明樹脂成形体に転写し、(Ｅ)該微細格子形状が転写された透明樹脂成形体に導電性反射体を蒸着する。
図１は、本発明方法における工具の作製法の一態様の説明図である。モース硬度９以上の材料１を、高エネルギー線２を用いて加工し、先端の面を溝状に彫り込むことにより、先端に幅が６００ｎｍ以下の直線状の突起３を形成する。図１では、直線状突起が平行に複数本並んでいる。本発明方法に用いるモース硬度９以上の材料としては、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、コランダムなどを挙げることができる。これらの材料は、単結晶又は焼結体として用いることができる。単結晶として用いることが、加工精度と工具寿命の面で好ましく、単結晶ダイヤモンド又は立方晶窒化ホウ素が硬度が高いためにより好ましく、単結晶ダイヤモンドが特に好ましい。焼結体としては、例えば、コバルト、スチール、タングステン、ニッケル、ブロンズなどを焼結剤とするメタルボンド、長石、可溶性粘土、耐火粘土、フリットなどを焼結剤とするビトリファイドボンドなどを挙げることができる。これらの中で、ダイヤモンドメタルボンドを好適に用いることができる。
【０００７】
本発明方法に用いる高エネルギー線としては、例えば、レーザビーム、イオンビーム、電子ビームなどを挙げることができる。これらの中で、イオンビームと電子ビームを好適に用いることができる。イオンビームによる加工は、材料の表面にフロン、塩素などの活性ガスを吹き付けながらイオンビームを照射するイオンビーム援用化学加工を行うことが好ましい。電子ビームによる加工は、材料の表面に酸素ガスなどの活性ガスを吹き付けながら電子ビームを照射する電子ビーム援用化学加工を行うことが好ましい。ビーム援用化学加工を行うことにより、エッチング速度を速め、スパッタされた物質の再付着を防ぎ、サブミクロンオーダーの精度の高い極微細加工を効率よく行うことができる。
本発明方法において、工具の先端の突起の幅は６００ｎｍ以下であり、より好ましくは３００ｎｍ以下である。突起の幅は、その加工方向に垂直な断面形状の先端部分を計測した値である。突起の幅が６００ｎｍを超えると、グリッド偏光子のピッチが大きくなりすぎて、可視光に対して良好な偏光特性が得られないおそれがある。また、突起の断面の形状は、根元に近い部分の幅も６００ｎｍ以下であるものが好ましい。本発明方法において、突起の形状に特に制限はなく、例えば、突起の加工方向と垂直な平面で切断した断面が長方形、三角形、半円形、台形など、又は、これらを若干変形させた形状などを挙げることができる。これらの中で、断面が長方形の形状は、この形状を転写して得られる透明樹脂成形体に導電性反射体を蒸着するとき、非蒸着部分を容易に残すことができるので、好適に用いることができる。また、断面が三角形の形状は、蒸着の方向を工夫することにより、非蒸着部分を容易に残すことができるので、好適に用いることができる。
【０００８】
本発明方法において、工具の突起の数に特に制限はなく、１又は複数とすることができる。工具の突起の数は、５以上であることが好ましく、１０以上であることがより好ましく、２０以上であることがさらに好ましい。一つの工具の突起の数を複数とすることにより、工具の一回の加工で金型部材に複数本の格子形状を形成し、金型部材を効率的に加工することができ、また、不規則性が生じやすい隣接する加工箇所の数を減少することができる。
図２は、本発明方法における金型部材の加工方法の一態様の説明図である。先端に直線状の突起を有する工具４を使用して、金型部材５上に幅５０〜６００ｎｍ、ピッチ５０〜１,０００ｎｍ、高さ５０〜８００ｎｍの微細格子形状を形成する。幅５０ｎｍ未満、ピッチ５０ｎｍ未満又は高さ５０ｎｍ未満の突起の加工による形成は、極めて困難となるおそれがある。突起の幅が６００ｎｍ、ピッチが１,０００ｎｍを超えると、グリッド偏光子の偏光特性が低下するおそれがあり、高さが８００ｎｍを超えると、透明樹脂成形体への転写時に正確に形状を転写することが困難となるおそれがある。
【０００９】
本発明方法において、加工は研削又は切削のどちらでもよいが、工具の微細形状を正確に転写できるので、切削の方が好ましい。工具の突起の全体又は先端の一部が金型部材の窪みとなり、工具の窪みの全体又は窪みの底面と反対側の一部が金型部材の突起となる。したがって、図３に示す断面が長方形の格子では、工具の突起の幅をｗ1、ピッチをｐ1、高さをｈ1とし、金型部材の微細格子形状の突起の幅をｗ2、ピッチをｐ2、高さをｈ2とすると、次の関係式がほぼ成り立つ。
ｗ2＝ｐ1−ｗ1、  ｐ2＝ｐ1、  ｈ2≦ｈ1
また、図４又は図５に示す断面が三角形の連続するプリズム形状の格子では、工具の突起の根元の幅をｗ1、ピッチをｐ1、高さをｈ1とし、金型部材の微細格子形状の突起の幅をｗ2、ピッチをｐ2、高さをｈ2とすると、次の関係式がほぼ成り立つ。
ｗ2＝ｗ1＝ｐ2＝ｐ1、  ｈ2≦ｈ1
これらの関係式に基づいて、金型部材上に形成する微細格子形状に対応する工具の形状を決めることができる。
本発明方法において、工具の両側端の突起の幅ｅは、ｗ1−２５＜ｅ＜ｗ1＋２５（ｎｍ）又はｅ＝０であることが好ましい。０＜ｅ＜ｗ1−２５（ｎｍ）又はｅ＞ｗ1＋２５（ｎｍ）であると、繰り返される加工の継ぎ目部分のピッチが設定どおりでなくなるおそれがある。
図２に示すように、精密微細加工機（図示しない）に取り付けた工具４に対して、金型部材５を移動させて微細格子形状を形成する。金型部材の相対する２辺間の加工を終えたのち、金型部材を横にずらせて隣接する未加工部分に同様にして微細格子形状を形成する加工を繰り返し、金型部材の全面に微細格子形状を形成する。また、金型部材を固定して、工具を移動して微細格子形状を形成することもできる。本発明方法に用いる金型部材は、ベースとなる金型用鋼材６に微細格子形状を形成するための適当な硬度のある電着又は無電解メッキによる金属層７を設けた材料であることが好ましい。金型用鋼材としては、例えば、ピンホール、地傷、偏析などがない真空溶解、真空鋳造などにより製造されたプリハードン鋼、析出硬化鋼、ステンレス鋼、銅などを挙げることができる。電着又は無電解メッキによる金属層は、ビッカース硬度が４０〜３５０であることが好ましく、２００〜３００であることがより好ましい。ビッカース硬度が４０〜３５０の金属としては、例えば、銅、ニッケル、ニッケル−リン合金、パラジウムなどを挙げることができ、ビッカース硬度が２００〜３００の金属としては、銅、ニッケル、ニッケル−リン合金を挙げることができる。
【００１０】
本発明方法に用いる工具は、加工に用いる面の表面算術平均粗さ（Ｒａ）が１０ｎｍ以下であることが好ましく、３ｎｍ以下であることがより好ましい。表面算術平均粗さ（Ｒａ）が１０ｎｍを超えると、幅５０〜６００ｎｍ、ピッチ５０〜１,０００ｎｍ、高さ５０〜８００ｎｍのような微細な形状を正確に加工することが困難となるおそれがある。
本発明方法において、金型部材への微細格子形状の形成は、精密微細加工機を用いて加工することが好ましい。精密微細加工機のＸ、Ｙ、Ｚ移動軸の精度は、１００ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以下であることがより好ましく、１０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。精密微細加工機のＸ、Ｙ、Ｚ移動軸の精度が１００ｎｍを超えると、微細格子形状のピッチ又は高さが設計値から外れ、グリッド偏光子の性能が低下するおそれがある。
本発明方法において、金型部材への微細格子形状の形成は、温度±０.５℃以下に管理された恒温室内で行うことが好ましく、温度±０.３℃以下に管理された恒温室内で行うことがより好ましく、温度±０.２℃以下に管理された恒温室内で行うことがさらに好ましい。恒温室の温度管理幅が±０.５℃を超えると、工具と金型部材の熱膨張のために、微細な形状の正確性が損なわれるおそれがある。
本発明方法において、金型部材への微細格子形状の形成は、０.５Ｈｚ以上の振動の変位が５０μｍ以下に管理された低振動室内で行うことが好ましく、０.５Ｈｚ以上の振動の変位が１０μｍ以下に管理された低振動室内で行うことがより好ましい。０.５Ｈｚ以上の振動の変位が５０μｍを超えると、振動のために微細な形状を正確に加工することが困難となるおそれがある。
【００１１】
本発明における金型部材とは、射出成形用の金型、圧縮成形用の金型、フィルム表面に賦形するためのロール等を言い、フィルム上へ連続的に形状の賦与を行うことができ、経済的なロールが好ましい。
また、本発明方法においては、微細格子形状を形成した金型部材の上に金属版を作製し、前記金属版を金型部材から引き剥がし、金属版に形成された微細格子形状を透明樹脂成形体に転写することもできる。この場合、微細格子形状を形成した金型部材を母材として保存することができるので、経済的である。
前記金属版の作製は、電鋳によることが好ましい。電鋳材質としては、ビッカース硬度が４０〜５５０のものが好ましく、１５０〜４５０のものがさらに好ましい。ビッカース硬度が４０〜５５０の電鋳材質としては、銅、ニッケル、ニッケル−リン合金、ニッケル−鉄合金、ニッケル−コバルト合金、パラジウムが挙げられ、１５０〜４５０のものとしては、銅、ニッケル、ニッケル−リン合金、ニッケル−鉄合金、パラジウムが挙げられる。
本発明方法においては、金型部材に形成した幅５０〜６００ｎｍ、ピッチ５０〜１,０００ｎｍ、高さ５０〜８００ｎｍの微細格子形状を、透明樹脂成形体に転写する。微細格子形状を透明樹脂成形体に転写する方法に特に制限はなく、例えば、微細格子形状を形成した円筒状金型部材を感光性透明樹脂層に押しあて露光し成形することができ、微細格子形状を形成した金型部材を射出成形金型に組み込んで透明樹脂を射出成形することができ、微細格子形状を形成した金型部材を圧縮成形金型に組み込んで透明樹脂フィルム又はシートを加熱加圧することもでき、あるいは、微細格子形状を形成した金型部材を用いて透明樹脂溶液をキャスティング成形することもできる。透明樹脂成形体のレターデーションは、波長５５０ｎｍで５０ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以下であることがより好ましい。透明樹脂成形体のレターデーションが５０ｎｍを超えると、透過又は反射した直線偏光成分がレターデーションにより偏光状態が変化するおそれがある。
本発明方法に用いる透明樹脂に特に制限はなく、例えば、脂環式構造を有する樹脂、紫外線硬化性樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレートなどを挙げることができ、これらを組み合わせて使用してもよい。本発明方法に用いる透明樹脂成形体は、吸水率０.３重量％以下であることが好ましく、吸水率０.１重量％以下であることがより好ましい。透明樹脂成形体の吸水率が０.３重量％を超えると、吸水による寸法変化のために、微細格子形状の正確性が損なわれるおそれがある。
【００１２】
本発明方法においては、微細格子形状の転写が正確かつ容易であることから、透明樹脂成形体として紫外線硬化性樹脂を好適に用いることができる。また、本発明方法においては、透明樹脂成形体として、脂環式構造を有する樹脂の成形体を特に好適に用いることができる。脂環式構造を有する樹脂は、溶融樹脂の流動性が良好なので、射出成形により微細格子形状を正確に転写することができる。また、吸水率が極めて小さいので、寸法安定性に優れる。脂環式構造を有する樹脂としては、例えば、ノルボルネン系単量体の開環重合体若しくは開環共重合体又はそれらの水素添加物、ノルボルネン系単量体の付加重合体若しくは付加共重合体又はそれらの水素添加物、単環の環状オレフィン系単量体の重合体又はその水素添加物、環状共役ジエン系単量体の重合体又はその水素添加物、ビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体若しくは共重合体又はそれらの水素添加物、ビニル芳香族炭化水素系単量体の重合体又は共重合体の芳香環を含む不飽和結合部分の水素添加物などを挙げることができる。これらの中で、ノルボルネン系単量体の重合体の水素添加物及びビニル芳香族炭化水素系単量体の重合体の芳香環を含む不飽和結合部分の水素添加物は、機械的強度と耐熱性に優れるので、特に好適に用いることができる。
【００１３】
本発明方法においては、微細格子形状が転写された透明樹脂成形体に、導電性反射体を蒸着する。蒸着する導電性反射体は、温度２５℃、波長５５０ｎｍにおける屈折率０.０４以上４.０未満、消光係数０.７０以上であることが好ましく、屈折率０.０４以上３.０未満、消光係数１.０以上であることがより好ましい。このような導電性反射体としては、例えば、銀、アルミニウム、銅などを挙げることができる。導電性反射体の温度２５℃、波長５５０ｎｍにおける屈折率が０.０４未満若しくは４.０以上又は消光係数が０.７０未満であると、導電性反射体の表面反射率が不足するおそれがある。
本発明方法において、微細格子形状が転写された透明樹脂成形体に導電性反射体を蒸着するときは、微細格子形状の断面形状により蒸着方向を工夫することにより、微細格子形状に導電性反射体が蒸着されない部分を残して、ｓ偏光成分を透過させる構造とする。図６は、蒸着の一態様の説明図である。長さ方向に垂直な平面で切断した断面が正方形である突起を有する微細格子形状が転写された透明樹脂成形体８を、蒸着源９の中心に向けた方向に対して角度を４５度傾けて設置し、導電性反射体の蒸着を行うと、図中に二重線で示す突起の上面と一側面とが蒸着され、窪みの面と他の側面が蒸着されずに残ったグリッド偏光子が得られる。さらに、必要な場合には図とは逆の方向に４５度傾けて蒸着を行うと、他の側面が蒸着され、窪みの面のみが蒸着されずに残ったグリッド偏光子が得られる。本発明方法において、透明樹脂成形体の蒸着源に対する傾きθに特に制限はないが、１０〜９０度であることが好ましい。グリッド偏光子を適用する光の波長などに応じて、突起の形状及び透明樹脂成形体の蒸着源の方向に対する傾きを選ぶことにより、微細格子形状が転写された透明樹脂成形体の蒸着される部分を調整することができる。図６と同様の断面形状を有する微細格子形状が転写された透明樹脂成形体を、蒸着源９の中心に対する角度を９０度に設置して導電性反射体の蒸着を行うと、突起の上面と窪みの面が蒸着され、他の二側面が蒸着されずに残ったグリッド偏光子が得られる。本発明方法においては、導電性反射体を蒸着した上に、無機層又は有機層からなる腐食防止層を設けることができる。
【実施例】
【００１４】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
実施例１
８ｍｍ×８ｍｍ×６０ｍｍのＳＵＳ製シャンクにろう付けされた寸法０.２ｍｍ×１ｍｍ×１ｍｍの直方体の単結晶ダイヤモンドの０.２ｍｍ×１ｍｍの面に、集束イオンビーム加工装置［セイコーインスツルメンツ(株)、ＳＭＩ３０５０］を用いてアルゴンイオンビームを用いた集束イオンビーム加工を行って、長さ１ｍｍの辺に平行な幅０.１μｍ、深さ０.１μｍの溝をピッチ０.２μｍで彫り込み、幅０.１μｍ、高さ０.１μｍの直線状の突起１,０００本をピッチ０.２μｍで形成してなる切削工具を作製した。
寸法１５２.４ｍｍ×２０３.２ｍｍ、厚さ１０.０ｍｍのステンレス鋼ＳＵＳ４３０の１５２.４ｍｍ×２０３.２ｍｍの一面に、厚さ１００μｍのニッケル−リン無電解メッキを施し、精密微細加工機［(株)ナガセインテグレックス、超2精密微細加工機ＮＩＣ２００］と上記の切削工具を用いて、ニッケル−リン無電解メッキ面に、長さ２０３.２ｍｍの辺に平行な幅０.１μｍ、高さ０.１μｍ、ピッチ０.２μｍの直線状の突起を切削加工した。
なお、集束イオンビーム加工による切削工具の作製と、ニツケル−リン無電解メッキ面の切削加工は、温度２０.０±０.２℃に管理され、振動制御システム［(株)昭和サイエンス］により０.５Ｈｚ以上の振動の変位が１０μｍ以下に管理された恒温低振動室内で行った。
切削加工されたニッケル−リン無電解メッキ面のあるステンレス鋼部材を射出成形金型に組み込み、射出成形機［(株)日本製鋼所、ＪＳＷ−ＥＬIII、型締力２ＭＮ］を用いて、脂環式構造を有する樹脂［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０６０Ｒ］から、樹脂温度３１０℃、金型温度１００℃の条件で、寸法１５２.４ｍｍ×２０３.２ｍｍ、厚さ１.０ｍｍのグリッド偏光子用平板を射出成形した。
この射出成形板を、蒸着源に対して４５度の傾きになるように設置してアルミニウムを蒸着し、直線状の突起の上面と一側面にアルミニウムを蒸着し、直線状の突起の間の窪みの面と一側面が蒸着されていない状態として、グリッド偏光子を完成した。
得られたグリッド偏光子について、瞬間マルチ測光システム［大塚電子(株)、ＭＣＰＤ−３０００］を用いて、波長５５０ｎｍにおけるｓ偏光透過率とｐ偏光透過率を測定した。ｓ偏光透過率は６０.９％、ｐ偏光透過率は０.１％であり、偏光透過率差は６０.８％であった。
実施例２
直径２００.０ｍｍで高さ１５５.０ｍｍの円筒形状のステンレス鋼ＳＵＳ４３０の曲面全面に、厚さ１００μｍのニッケル−リン無電解メッキを施し、次いで、実施例１と同様に直線状突起を形成した工具と、精密円筒研削盤［スチューダ社、精密円筒研削機Ｓ３０−１］を用いて、ニッケル−リン無電解メッキ面に、円筒の円周端面に平行に幅０.１μｍ、高さ０.１μｍ、ピッチ０.２μｍの直線状の突起を切削加工した。
押出成形により得られた厚さ１００μｍの脂環式構造を有する樹脂［日本ゼオン(株)、ゼオノア１４２０Ｒ］の１５５.０ｍｍ幅のフィルム上へ、１００ｎｍ厚みで紫外線硬化性アクリル樹脂を塗布し、切削加工されたニッケル−リン無電解メッキ面のある円筒へ密着させて、フィルム裏側から高圧水銀灯で紫外線を照射し、微細な直線状の突起の格子形状をフィルムへ転写した。
フィルムから微細格子形状が転写された寸法１５２.４ｍｍ×２０３.２ｍｍの部分を切り出し、実施例１と同様にして、突起の上面及び一側面にアルミニウムを蒸着してグリッド偏光子を完成し、偏光透過率を測定した。
ｓ偏光透過率は６１.３％、ｐ偏光透過率は０.１％であり、偏光透過率差は６１.２％であった。
実施例３
実施例１で作製した切削加工されたニッケル−リン無電解メッキ面上に、スルファミン酸ニッケル水溶液を用いた電鋳によりニッケルを３００μｍの厚さに形成し、前記無電解メッキ面から引き剥がして、直線状の突起を有する金属版を得た。この金属版を射出成形金型に組み込み、実施例１と同様にしてグリッド偏光子を完成し、偏光透過率を測定した。
ｓ偏光透過率は６１.２％、ｐ偏光透過率は０.１％であり、偏光透過率差は６１.１％であった。
比較例１
寸法３０.０ｍｍ×３０.０ｍｍ、厚さ１.０ｍｍのガラス基板上にアルミニウムを厚さ０.１μｍに蒸着し、電子線レジスト［日本ゼオン(株)、ＺＥＰ５２０］を塗布し、電子線ビームにより幅０.１μｍ、ピッチ０.２μｍの平行線を、長さ３０.０ｍｍの辺に平行に描画した。次いで、専用現像液で現像し、プラズマエッチング装置［オックスフォード・インストゥルメンツ(株)、Plasmalab System 100ICP180］を用いてエッチングすることにより、グリッド偏光子を完成し、偏光透過率を測定した。
ｓ偏光透過率は５７.０％、ｐ偏光透過率は０.５％であり、偏光透過率差は５６.５％であった。
実施例１〜３及び比較例１の結果を、第１表に示す。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
第１表に見られるように、ガラス基板上にアルミニウムを蒸着し、レジストを塗布して電子線により描画し、現像、エッチングすることにより得られた比較例１のグリッド偏光子に比べて、ダイヤモンド工具材料を集束イオンビームで加工した切削工具を用いて、ニッケル−リンを無電解メッキしたステンレス鋼に微細格子形状を形成し、このニッケル−リン無電解メッキ面を利用して、微細格子形状を直接又は金属版を経由して、透明樹脂成形体に転写し、アルミニウムを蒸着して得られた実施例１〜３のグリッド偏光子は、ｓ偏光透過率が大きく、偏光透過率差が大きく、本発明方法により優れた偏光特性を有するグリッド偏光子を製造し得ることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明方法によれば、サブミクロンオーダーの格子形状を有し、偏光特性に優れた大面積のグリッド偏光子を、精密微細加工及び蒸着により経済的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明方法における工具の作製法の一態様の説明図である。
【図２】本発明方法における金型部材の加工方法の一態様の説明図である。
【図３】金型部材の微細格子形状の説明図である。
【図４】金型部材の微細格子形状の説明図である。
【図５】金型部材の微細格子形状の説明図である。
【図６】蒸着の一態様の説明図である。
【図７】グリッド偏光子の概念的説明図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  材料
２  高エネルギー線
３  直線状の突起
４  研削工具
５  金型部材
６  金型用鋼材
７  金属層
８  透明樹脂成形体
９  蒸着源
１０  導体グリッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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